JP2013185993A - 濃度測定センサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】濃度測定センサを製造する際の製造工程を減らすことができ、タクトタイムを短縮することが可能な濃度測定センサの製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁性基材１２上にパターン状に水溶性樹脂を塗布してパターン状の水溶性樹脂層３２を形成する。次に、水溶性樹脂層３２上および水溶性樹脂層３２から露出する絶縁性基材１２上に、導電性材料からなる導電層３３を形成し、導電層３３上に、絶縁性材料からなるオーバーコート層３４を形成する。その後、水溶性樹脂層３２を水で除去し、水溶性樹脂層３２上の導電層３３およびオーバーコート層３４を除去することにより、絶縁性基材１２上に導電層３３の一部からなる一対の配線部１３ａ、１３ｂを形成するとともに、配線部１３ａ、１３ｂ上にオーバーコート層３４の一部からなる一対の絶縁層１６ａ、１６ｂを形成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、物質の濃度を測定するための濃度測定センサ及びその製造方法に関する。

血液等の生体試料中の特定成分について迅速かつ簡便に濃度等を測定する方法として、電気化学的検出手段によるセンサ（濃度測定センサ）が実用化されている。このようなセンサの一例として、電気化学的に血液中のグルコース濃度を定量化するグルコースセンサがある。

グルコースセンサでは、基材と、基材上に設けられた作用電極と対電極を含む電極系と、酵素及び電子受容体とを基本構成として備えている。酵素は血液中のグルコースを選択的に酸化してグルコン酸を生成し、また同時に電子受容体を還元して還元体を生じる。この還元体に外部デバイスから電極系へ一定の電圧を印加することで還元体が再び酸化され、その際に電流が発生する。この電流値が血液中のグルコース濃度に依存することから、血液中のグルコースを定量化して測定することができる。

従来、グルコースセンサを製造する時、絶縁性基板に銀を含むペーストをスクリーン印刷してリード配線を形成し、リード配線の先端にカーボンを主成分とするペーストをスクリーン印刷して塗布して作用電極と対電極を含む電極系を形成している。その後、電極系とリード配線の接続端子となる部位が露出するよう絶縁層を積層することにより、グルコースセンサが得られる（特許文献１参照）。

特開２００６−２７５８１９号

しかしながら、従来、グルコースセンサを製造する際、リード配線と絶縁層とを別々にパターニングしているため、作業工程が多くなり、タクトタイムが長くなるという問題があった。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、濃度測定センサを製造する際の製造工程を減らすことができ、タクトタイムを短縮することが可能な濃度測定センサおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、溶液中の物質の濃度を測定するための濃度測定センサであって、少なくとも一方の面が絶縁性をもつ絶縁面となる基材と、基材の絶縁面上に設けられた導電性材料からなる一対の配線部と、各配線部上にそれぞれ設けられた一対の絶縁層とを備えた、濃度測定センサの製造方法において、基材を準備する工程と、基材の絶縁面上に、パターン状に水溶性樹脂を塗布してパターン状の水溶性樹脂層を形成する工程と、水溶性樹脂層上および水溶性樹脂層から露出する基材上に、導電性材料からなる導電層を形成する工程と、導電層上に、絶縁性材料からなるオーバーコート層を形成する工程と、水溶性樹脂層を水で除去し、水溶性樹脂層上の導電層およびオーバーコート層を除去することにより、基材上に導電層の一部からなる一対の配線部を形成するとともに、配線部上にオーバーコート層の一部からなる一対の絶縁層を形成する工程とを備えたことを特徴とする濃度測定センサの製造方法である。

本発明は、水溶性樹脂層を形成する工程の前に、基材の絶縁面上に作用電極および対電極を形成する工程が設けられ、水溶性樹脂層を形成する工程において、作用電極上および対電極上にも水溶性樹脂層が形成されることを特徴とする濃度測定センサの製造方法である。

本発明は、水溶性樹脂層を除去する工程の後に、一方の配線部の一端および他方の配線部の一端に、それぞれ作用電極および対電極を形成する工程が設けられていることを特徴とする濃度測定センサの製造方法である。

本発明は、水溶性樹脂層を形成する工程の前に、基材の絶縁面上に、基材と導電層との密着性を高める密着層を形成する工程が設けられていることを特徴とする濃度測定センサの製造方法である。

本発明は、導電層は、真空成膜法により形成されることを特徴とする濃度測定センサの製造方法である。

本発明は、導電層は、Ａｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、ＴａおよびＣｕから選択される１種以上を含むことを特徴とする濃度測定センサの製造方法である。

本発明は、溶液中の物質の濃度を測定するための濃度測定センサにおいて、少なくとも一方の面が絶縁性をもつ絶縁面となる基材と、基材の絶縁面上に設けられた導電性材料からなる一対の配線部と、一方の配線部の一端に接続された作用電極および他方の配線部の一端に接続された対電極と、各配線部上にそれぞれ設けられた一対の絶縁層とを備え、各配線部の平面形状は、当該配線部上に設けられた絶縁層の平面形状と同一となることを特徴とする濃度測定センサである。

本発明は、作用電極の一部および対電極の一部は、それぞれ基材と配線部との間に配置されていることを特徴とする濃度測定センサである。

本発明は、作用電極および対電極は、それぞれ配線部に隣接することを特徴とする濃度測定センサである。

本発明は、基材の絶縁面上に、基材と配線部との密着性を高める密着層が形成されていることを特徴とする濃度測定センサである。

本発明は、各配線部の金属材料は、Ａｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、ＴａおよびＣｕから選択される１種以上を含むことを特徴とする濃度測定センサである。

本発明によれば、濃度測定センサを製造する際の製造工程を減らすことができ、タクトタイムを短縮することができる。

図１は本発明による濃度測定センサを示す分解斜視図。 図２は配線部、作用電極、対電極、接続端子および絶縁層を示す平面図。 図３（ａ）−（ｃ）は図２のＡ−Ａ線断面図。 図４（ａ）−（ｃ）は図２のＢ−Ｂ線断面図。 図５は濃度測定センサと外部デバイスとを示す斜視図。 図６（ａ）−（ｇ）は本発明による濃度測定センサの製造工程を示す図。 図７（ａ）−（ｇ）は本発明による濃度測定センサの製造工程の変形例を示す図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図面は例示であり、説明のために特徴部を誇張することがあり、実物とは異なる場合がある。また、技術思想を逸脱しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。なお、以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。

図１乃至図６は本発明による濃度測定センサおよびその製造方法の実施の形態を示す図である。

まず図１により濃度測定センサの一実施の形態について説明する。図１に示すように、濃度測定センサ１０は溶液中の物質の濃度を測定するものであり、例えば血液中のグルコースの濃度を測定することにより、血糖値を検出するものである。

このような濃度測定センサ１０は、ベース基体１１と、ベース基体１１上に設けられた絶縁性基材１２と、絶縁性基材１２の上面（絶縁性をもつ絶縁面）１２ａ上に設けられた一対の配線部１３ａ、１３ｂと、一方の配線部１３ａの一端に接続された作用電極１４ａと、他方の配線部１３ｂの一端に接続された対電極１４ｂとを備えている。

このうち、絶縁性基材１２により、上面１２ａが絶縁面となる基材を構成する。

また絶縁性基材１２は、剛性をもつベース基体１１により保持されている。絶縁性基材１２の上面１２ａには、絶縁性基材１２と配線部１３ａ、１３ｂとの密着性を高める密着層２１が形成されている。なお、絶縁性基材１２自体が適度な剛性や強度を有する場合には、ベース基材１１を設けなくてもよい。

また作用電極１４ａと対電極１４ｂとにより、被測定溶液が接触する電極系１４が構成されている。

さらに一対の配線部１３ａ、１３ｂの他端には、各々接続端子１５ａ、１５ｂが接続されている。

この接続端子１５ａ、１５ｂは、濃度測定センサ１０を後述のように、外部デバイス２５の挿入口２６内に挿入した際、外部デバイス２５側の接続部（図示せず）に接続される（図５）。

また一対の配線部１３ａ、１３ｂを覆ってそれぞれ絶縁層１６ａ、１６ｂが設けられている。この絶縁層１６ａ、１６ｂは、それぞれ作用電極１４ａ、対電極１４ｂの一部および一対の接続端子１５ａ、１５ｂの一部を外方へ露出するよう一対の配線部１３ａ、１３ｂを覆っている。この場合、配線部１３ａ、１３ｂの平面形状は、それぞれ配線部１３ａ、１３ｂ上に設けられた絶縁層１６ａ、１６ｂの平面形状と同一となっている。

さらに絶縁層１６ａ、１６ｂ上に、絶縁性材料からなり、外部からの被測定対象となる血液を作用電極１４ａおよび対電極１４ｂへ導く吸引口１７ａを有するキャビティ１７が設けられている。またキャビティ１７上には絶縁性材料からなるカバー１９が設けられ、キャビティ１７とカバー１９とによって、グリコース酸化酵素を含む試薬層１８が保持されている。

次に各部の構成部材について説明する。

ベース基体１１
ベース基体１１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂製であり、なかでもより好適にはＰＥＴ製となっており、その厚みは５０μｍ以上１ｍｍ以下となっている。

絶縁性基材１２
絶縁性基材１２は、一対の配線部１３ａ、１３ｂと、作用電極１４ａおよび対電極１４ｂからなる電極系１４とを支持する基材であり、少なくとも電極系１４が配置される上面１２ａは絶縁面となっている。絶縁性基材１２は、例えば、樹脂基材、セラミック基材、ガラス基材、少なくとも表面が絶縁された半導体基材や金属基材などを用いることができる。絶縁性基材１２は、剛体であってもよく、弾性体であってもよい。中でも電気絶縁性を有する弾性体を用いることが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂等のフィルムを好適に用いることができる。また絶縁性基材１２は、例えば、１２μｍ〜２００μｍ程度の厚みをもつ。

配線部１３ａ、１３ｂ
配線部１３ａ、１３ｂは、後述する接続端子１５ａ、１５ｂよりも導電性が高い金属材料とすることが好ましく、例えばＡｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕから選択される金属材料を含む。配線部１３ａ、１３ｂは、形成方法に応じて、例えば１０ｎｍ〜２０μｍの範囲の厚みとするとよい。なお、真空成膜法により配線部１３ａ、１３ｂを形成する場合には、その厚みを１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度とすることが好ましい。

作用電極１４ａおよび対電極１４ｂ
作用電極１４ａおよび対電極１４ｂは、配線部１３ａ、１３ｂの金属材料よりも酸化しにくい導電材料、例えばカーボンを含む導電性ペーストをスクリーン印刷により絶縁性基材１２の絶縁面１２ａ上に塗布することにより得られる。この場合、導電性ペーストは絶縁性基材１２上であって密着層２１上に形成され（図３参照）、配線部１３ａの一端に作用電極１４ａが形成され、配線部１３ｂの一端に対電極１４ｂが形成される。作用電極１４ａおよび対電極１４ｂは、３００ｎｍ〜３０μｍ程度の厚みとするとよい。

接続端子１５ａ、１５ｂ
接続端子１５ａ、１５ｂは作用電極１４ａおよび対電極１４ｂと同時に形成されることが好ましい。すなわち、配線部１３ａ、１３ｂの金属材料よりも酸化しにくい導電材料、例えばカーボンを含む導電性ペーストをスクリーン印刷により絶縁性基材１２の絶縁面１２ａ上に塗布することにより、接続端子１５ａ、１５ｂを作用電極１４ａおよび対電極１４ｂと同時に形成することができる。この場合、導電性ペーストは、絶縁性基材１２上であって密着層２１上に形成され（図４参照）、配線部１３ａ、１３ｂの他端に各々接続端子１５ａ、１５ｂが形成される。

絶縁層１６ａ、１６ｂ
絶縁層１６ａ、１６ｂは例えばアクリルオリゴマーからなる非水溶性のレジスト樹脂層からなり、一対の配線部１３ａ、１３ｂを覆ってパターン状に設けられている。また、上述したように、配線部１３ａ、１３ｂの平面形状は、それぞれ絶縁層１６ａ、１６ｂの平面形状と同一となっている。

試薬層１８
試薬層１８は酵素と電子受容体を含み、本実施の形態では酵素としてグルコース酸化還元酵素を含んでおり、血液中のグルコースの濃度を測定することができる。しかしながら試薬層１８はグルコース酸化酵素以外の酵素を含んでいてもよい。

試薬層１８はグルコース酸化酵素以外の酵素、例えばコレステロールセンサ、アルコールセンサ、スクロールセンサ、乳酸センサ、フルクトースセンサとして機能する酵素を含んでいてもよい。この場合、各センサに用いる酵素としては、コレステロールエステラーゼ、コレステロールオキシダーゼ、アルコールオキシダーゼ、乳酸オキシダーゼ、フルクトースデヒドロゲナーゼ、キサンチンオキシダーゼ、アミノ酸オキシダーゼ等の反応系に合ったものを適宜用いることができる。

キャビティ１７およびカバー１９
キャビティ１７およびカバー１９は、絶縁性基材１２と同様の材料から形成することができ、キャビティ１７およびカバー１９の厚みは各々１００μｍ以上３００μｍ以下および５０μｍ以上１００μｍ以下となっている。

密着層２１
密着層２１は、公知のプライマー剤を利用することができ、例えばニトロセルロース系、アクリルポリオール系のプライマー剤により形成することができる。また、密着層２１の厚みは例えば２μｍとすることができる。密着層２１を有することにより、製造後においても、絶縁性基材１１と配線部１３ａ、１３ｂとの密着性を高めることができ、例えば配線剥離などが発生することを防止することができる。

次に図２乃至図４により、配線部１３ａ、１３ｂ、作用電極１４ａおよび対電極１４ｂ、接続端子１５ａ、１５ｂ、ならびに絶縁層１６ａ、１６ｂの積層関係について説明する。

ここで図２は絶縁性基材１２上に設けられた配線部１３ａ、１３ｂ、作用電極１４ａおよび対電極１４ｂ、接続端子１５ａ、１５ｂ、ならびに絶縁層１６ａ、１６ｂを単純化して示す平面図であり、図３は図２のＡ−Ａ線断面図であり、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図である。

作用電極１４ａおよび対電極１４ｂは、それぞれその一部が配線部１３ａ、１３ｂによって覆われるように積層されていてもよい（図３（ａ））。この場合、作用電極１４ａの一部および対電極１４ｂの一部は、それぞれ絶縁性基材１２上の密着層２１と、配線部１３ａ、１３ｂとの間に配置される。

また作用電極１４ａおよび対電極１４ｂは、配線部１３ａ、１３ｂに隣接するよう絶縁性基材１２上（または密着層２１上）に形成されていてもよい（図３（ｂ））。この場合、作用電極１４ａおよび対電極１４ｂは、それぞれ配線部１３ａ、１３ｂの側面に接触している。

また一対の接続端子１５ａ、１５ｂは、それぞれその一部が配線部１３ａ、１３ｂによって覆われるように積層されていてもよい（図４（ａ））。この場合、接続端子１５ａの一部および接続端子１５ｂの一部は、それぞれ絶縁性基材１２上の密着層２１と配線部１３ａ、１３ｂとの間に配置される。

あるいは、一対の接続端子１５ａ、１５ｂは、配線部１３ａ、１３ｂに隣接するよう絶縁性基材１２上（または密着層２１上）に形成されていてもよい（図４（ｂ））。この場合、一対の接続端子１５ａ、１５ｂは、それぞれ配線部１３ａ、１３ｂの側面に接触して導通可能となっている。

次に濃度測定センサの製造方法について、図６（ａ）−（ｇ）を用いて説明する。図６（ａ）−（ｇ）において、配線部１３ａ、１３ｂ、作用電極１４ａおよび対電極１４ｂ、接続端子１５ａ、１５ｂ、絶縁層１６ａ、１６ｂの積層関係は、上述した図３（ａ）および図４（ａ）に対応している。

まずベース基体１１上に絶縁性基材１２を貼り合わせてなる基材１１、１２が準備される（図６（ａ））。この場合、絶縁性基材１２のみで剛性を有する場合、ベース基体１１を必ずしも用いる必要はない。

なお、ロール原反として絶縁性基材１２を供給する場合には、ベース基体１１と絶縁性基材１２とを貼り合わせることが好ましく、この貼り合わせは、後述する導電層３３、オーバーコート層３４を形成した後に行うことが好ましい。その理由は、ロール状態での絶縁性基材１２の巻数を増やすことができ、生産性を向上させることができるからである。

続いて、絶縁性基材１２の上面（絶縁面）１２ａ上に密着層２１を形成する（図６（ｂ））。このように密着層２１を設けることにより、絶縁性基材１２と後述する導電層３３との密着性を高め、水溶性樹脂層３２を水で除去する工程（図６（ｇ））において、配線部１３ａ、１３ｂが絶縁性基材１２から剥離することを防止することができる。なお、導電層３３と絶縁性基材１２との密着強度が十分であれば、必ずしも密着層２１を設ける必要はない。

次に、絶縁性基材１２（密着層２１）上であって、一対の配線部１３ａ、１３ｂの一端に対応する位置に、作用電極１４ａおよび対電極１４ｂが設けられる（図６（ｃ））。また、同時に一対の配線部１３ａ、１３ｂの他端に対応する位置に、一対の接続端子１５ａ、１５ｂが形成されることが好ましい。

具体的には、例えばカーボンを含む導電ペーストを準備し、この導電ペーストをスクリーン印刷法により絶縁性基材１２（密着層２１）上に塗布する。これにより、所定形状からなる作用電極１４ａ、対電極１４ｂおよび一対の接続端子１５ａ、１５ｂが形成される。

次に、絶縁性基材１２（密着層２１）上に、パターン状に水溶性樹脂を塗布してパターン状の水溶性樹脂層３２を形成する（図６（ｄ））。この際、水溶性樹脂層３２は、作用電極１４ａ上、対電極１４ｂ上および一対の接続端子１５ａ、１５ｂ上にも部分的に形成される。この水溶性樹脂層３２は、一対の配線部１３ａ、１３ｂ以外の部分に対応する形状を有している。したがって、一対の配線部１３ａ、１３ｂに対応する部分には水溶性樹脂層３２が設けられず、絶縁性基材１２（密着層２１）が露出している。

なお、水溶性樹脂層３２は、例えば水溶性ビニル樹脂からなるリフトオフ材料からなり、その厚みは２μmとすることができる。

次に水溶性樹脂層３２上および水溶性樹脂層３２から露出する絶縁性基材１２（密着層２１）上に、導電層３３を形成する（図６（ｅ））。この導電層３３は、水溶性樹脂層３２上および水溶性樹脂層３２から露出する絶縁性基材１２（密着層２１）上の全面に渡って設けられることが好ましい。このように、作用電極１４ａ、対電極１４ｂおよび一対の接続端子１５ａ、１５ｂを形成した後に導電層３３を形成することにより、導電層３３のうち作用電極１４ａ、対電極１４ｂおよび一対の接続端子１５ａ、１５ｂと接触する部分に酸化皮膜が生じる虞が低減され、接触抵抗が上昇することを防止することができる。

導電層３３は、一対の配線部１３ａ、１３ｂを構成する導電性材料からなり、例えばＡｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕから選択される金属材料を含んでいる。また導電層３３の厚みは例えば５０ｎｍとすることができる。なお、導電層３３を設ける方法としては、例えば真空蒸着法、スパッタリング法等の真空成膜法を挙げることができる。このように真空成膜法を用いた場合、導電層３３を薄膜で形成することができ、材料コストを低減することができる。また、ロール原反から繰り出される長尺の絶縁性基材１２に対して導電層３３を高速で形成することができる。

次いで、導電層３３上に、絶縁性材料からなるオーバーコート層３４を形成する（図６（ｆ））。このオーバーコート層３４は、導電層３３上の全面に渡って設けられることが好ましい。

オーバーコート層３４は、絶縁層１６ａ、１６ｂを構成する絶縁性材料からなり、例えばアクリルオリゴマー等の非水溶性のレジスト材料からなっている。またオーバーコート層３４の厚みは例えば１０μｍとすることができる。なお、オーバーコート層３４を設ける方法としては、例えばグラビア印刷法を挙げることができる。

次に、水溶性樹脂層３２を水で除去し、水溶性樹脂層３２上の導電層３３およびオーバーコート層３４を除去する（図６（ｇ））。この場合、ノズルからオーバーコート層３４上にシャワー状の水を噴出することにより、導電層３３およびオーバーコート層３４中に水を浸透させ、水溶性樹脂層３２を除去しても良い。あるいは、絶縁性基材１２ごと水溶性樹脂層３２を水中に浸漬させることにより、水溶性樹脂層３２を除去しても良い。

これにより、絶縁性基材１２（密着層２１）上に、導電層３３の一部からなる一対の配線部１３ａ、１３ｂが形成されるとともに、配線部１３ａ、１３ｂ上に、オーバーコート層３４の一部からなる一対の絶縁層１６ａ、１６ｂが形成される。この場合、配線部１３ａ、１３ｂの平面形状は、それぞれ絶縁層１６ａ、１６ｂの平面形状と同一となる。このように、水溶性樹脂層３２を水で除去している間、配線部１３ａ、１３ｂは絶縁層１６ａ、１６ｂ（オーバーコート層３４）によって覆われたままとなるので、水によって配線部１３ａ、１３ｂが酸化するおそれがない。

なお、図６（ｇ）に示すように、作用電極１４ａ、対電極１４ｂおよび一対の接続端子１５ａ、１５ｂのうち、水溶性樹脂層３２によって覆われていた部分は、配線部１３ａ、１３ｂおよび絶縁層１６ａ、１６ｂによって覆われることなく外方へ露出する。一方、作用電極１４ａ、対電極１４ｂおよび一対の接続端子１５ａ、１５ｂのうち、水溶性樹脂層３２によって覆われていなかった部分は、配線部１３ａ、１３ｂおよび絶縁層１６ａ、１６ｂによって覆われる。したがって、作用電極１４ａ、対電極１４ｂおよび一対の接続端子１５ａ、１５ｂと、配線部１３ａ、１３ｂとの間の導通が確保され、またこれらの接触部分が酸化することを防止することができる。

その後、図１に示すように、絶縁層１６ａ、１６ｂ上にキャビティ１７を設け、キャビティ１７上に試薬層１８を設ける。その後、試薬層１８上にカバー１９を設けて試薬層１８をキャビティ１７とカバー１９との間で挟持する。

このようにして濃度測定センサ１０が得られる。

図７（ａ）−（ｇ）は、濃度測定センサの製造方法の変形例を示している。図７（ａ）−（ｇ）において、配線部１３ａ、１３ｂ、作用電極１４ａおよび対電極１４ｂ、接続端子１５ａ、１５ｂ、絶縁層１６ａ、１６ｂの積層関係は、上述した図３（ｂ）および図４（ｂ）に対応している。

図７（ａ）−（ｇ）において、図６（ａ）−（ｇ）に示す形態と異なり、作用電極１４ａ、対電極１４ｂおよび一対の接続端子１５ａ、１５ｂを形成する工程は、水溶性樹脂層３２を除去する工程（図７（ｆ））の後に設けられている（図７（ｇ））。この際、作用電極１４ａおよび対電極１４ｂは、それぞれ一方の配線部１３ａおよび他方の配線部１３ｂの一端に隣接して形成され、接続端子１５ａ、１５ｂは、それぞれ一方の配線部１３ａおよび他方の配線部１３ｂの他端に隣接して形成される。

このほか、図７（ａ）−（ｆ）に示す工程は、それぞれ図６（ａ）、（ｂ）、（ｄ）−（ｇ）に示す工程と略同一である。図７（ａ）−（ｇ）において、図６（ａ）−（ｇ）に示す構成と同一部分には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

次に濃度測定センサ１０を用いた濃度測定について説明する。

まず濃度測定センサ１０が外部デバイス２５の挿入口２６内に挿入される。このとき外部デバイス２５側の接続部が濃度測定センサ１０の接続端子１５ａ、１５ｂにそれぞれ接触する。そして、外部デバイス２５内のスイッチ（図示せず）が濃度測定センサ１０により作動し、外部デバイス２５は液体試料吸引待機状態となる。

その後、使用者が、濃度測定センサ１０のキャビティ１７の吸引口１７ａに液体試料を付着させる。このときキャビティ１７の吸引口１７ａの毛細管現象によって、キャビティ１７の吸引口１７ａから液体試料が引き込まれる。液体試料としては、例えば、血液、汗、尿等の生体由来の液体試料や、環境由来の液体試料、食品由来の液体試料等が用いられる。例えば、濃度測定センサ１０を血糖値センサとして用いる場合、使用者は、自身の指、掌、又は腕等を穿刺して、少量の血液を搾り出し、この血液を液体試料として、キャビティ１７の吸引口１７ａに付着させる。

キャビティ１７の吸引口１７ａに付着された血液は、その後試薬層１８に達し、血液が試薬層１８に達した後、血液中のグリコース濃度が外部デバイス２５により測定され、測定結果は外部デバイス２５の表示部２７に表示される。

次に外部デバイス２５によるグリコース濃度の測定の原理について述べる。

まず試薬層１８はグリコース酸化還元酵素と、電子受容体としてフェリシアン化カリウムを含み、血液中のブドウ糖と特異的に反応し、グルコン酸と電子を発する。この電子はフェリシアン化カリウムをフェロシアン化カリウムとし、これに外部デバイス２５側から接続端子１５ａ、１５ｂ、配線部１３ａ、１３ｂ、および作用電極１４ａおよび対電極１４ｂを介して一定の電圧を加えることで再びフェリシアン化カリウムとなり、そのとき電流が発生する。この場合の電流値は血液中のグリコース濃度に比例するため、この電流値を外部デバイス２５により測定することによりグリコース濃度を測定することができる。

試薬層１８内での反応を更に述べる。酸化還元酵素としてグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）、電子伝達体としてフェリシアン化カリウム（Ｋ_３Ｆｅ（ＣＮ）_６）を用いた場合、試薬層１８内において、以下の反応がおこる。

グルコース ＋ ２［Ｆｅ（ＣＮ）_６］^３− ＋ Ｈ_２Ｏ → グルコン酸 ＋２Ｈ^＋ ＋ ２［Ｆｅ（ＣＮ）_６］^４−

このとき、フェロシアン化イオンは、作用電極１４ａで酸化されて酸化電流を生じ、以下のようにしてフェリシアン化イオンに還元される。

２［Ｆｅ（ＣＮ）_６］^４− → ２［Ｆｅ（ＣＮ）_６］^３− ＋ ２ｅ⁻

測定終了後、使用者は濃度測定センサ１０を外部デバイス２５の挿入口２６から引き抜く。

以上のように本実施の形態によれば、水溶性樹脂層３２を水で除去し、水溶性樹脂層３２上の導電層３３およびオーバーコート層３４を除去することにより、一対の配線部１３ａ、１３ｂとともに一対の絶縁層１６ａ、１６ｂが形成される。このため、配線部１３ａ、１３ｂと絶縁層１６ａ、１６ｂとを別々にパターニングする必要がなく、作業工程を減らすことができるとともに、タクトタイムを短縮することができる。とりわけ導電層３３およびオーバーコート層３４は、べた塗りによって形成することができるので、配線部１３ａ、１３ｂや絶縁層１６ａ、１６ｂを形成する際、それらのアライメントをとる必要が無く、製造工程の高速化を図ることができる。

また本実施の形態によれば、水溶性樹脂層３２は水によって除去されるので、有機溶剤を用いる場合と比べて環境負荷を低減することができるとともに、コストを低減することができる。

１０ 濃度測定センサ
１１ ベース基体
１２ 絶縁性基材
１３ａ、１３ｂ 配線部
１４ 電極系
１４ａ 作用電極
１４ｂ 対電極
１５ａ、１５ｂ 接続端子
１６ａ、１６ｂ 絶縁層
１７ キャビティ
１８ 試薬層
１９ カバー
２１ 密着層
３２ 水溶性樹脂層
３３ 導電層
３４ オーバーコート層

Claims (11)

1. 溶液中の物質の濃度を測定するための濃度測定センサであって、少なくとも一方の面が絶縁性をもつ絶縁面となる基材と、基材の絶縁面上に設けられた導電性材料からなる一対の配線部と、各配線部上にそれぞれ設けられた一対の絶縁層とを備えた、濃度測定センサの製造方法において、
   基材を準備する工程と、
   基材の絶縁面上に、パターン状に水溶性樹脂を塗布してパターン状の水溶性樹脂層を形成する工程と、
   水溶性樹脂層上および水溶性樹脂層から露出する基材上に、導電性材料からなる導電層を形成する工程と、
   導電層上に、絶縁性材料からなるオーバーコート層を形成する工程と、
   水溶性樹脂層を水で除去し、水溶性樹脂層上の導電層およびオーバーコート層を除去することにより、基材上に導電層の一部からなる一対の配線部を形成するとともに、配線部上にオーバーコート層の一部からなる一対の絶縁層を形成する工程とを備えたことを特徴とする濃度測定センサの製造方法。
2. 水溶性樹脂層を形成する工程の前に、基材の絶縁面上に作用電極および対電極を形成する工程が設けられ、水溶性樹脂層を形成する工程において、作用電極上および対電極上にも水溶性樹脂層が形成されることを特徴とする請求項１記載の濃度測定センサの製造方法。
3. 水溶性樹脂層を除去する工程の後に、一方の配線部の一端および他方の配線部の一端に、それぞれ作用電極および対電極を形成する工程が設けられていることを特徴とする請求項１記載の濃度測定センサの製造方法。
4. 水溶性樹脂層を形成する工程の前に、基材の絶縁面上に、基材と導電層との密着性を高める密着層を形成する工程が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の濃度測定センサの製造方法。
5. 導電層は、真空成膜法により形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の濃度測定センサの製造方法。
6. 導電層は、Ａｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、ＴａおよびＣｕから選択される１種以上を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の濃度測定センサの製造方法。
7. 溶液中の物質の濃度を測定するための濃度測定センサにおいて、
   少なくとも一方の面が絶縁性をもつ絶縁面となる基材と、
   基材の絶縁面上に設けられた導電性材料からなる一対の配線部と、
   一方の配線部の一端に接続された作用電極および他方の配線部の一端に接続された対電極と、
   各配線部上にそれぞれ設けられた一対の絶縁層とを備え、
   各配線部の平面形状は、当該配線部上に設けられた絶縁層の平面形状と同一となることを特徴とする濃度測定センサ。
8. 作用電極の一部および対電極の一部は、それぞれ基材と配線部との間に配置されていることを特徴とする請求項７記載の濃度測定センサ。
9. 作用電極および対電極は、それぞれ配線部に隣接するように配置されていることを特徴とする請求項７記載の濃度測定センサ。
10. 基材の絶縁面上に、基材と配線部との密着性を高める密着層が形成されていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項記載の濃度測定センサ。
11. 各配線部の金属材料は、Ａｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、ＴａおよびＣｕから選択される１種以上を含むことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項記載の濃度測定センサ。

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